电路板绿色制造技术探讨4刘彬云

2010No.9-68-ShortComment&IntroductionPCBGreenManufactureIntroduction(4)LIUBin-yun（接上期）5.2循环利用（Reuse）循环经济的中心环节就是得到昀有效、昀充分的利用，昀大限度的减少废弃物的排放，科学合理的重复利用资源。印制电路板的生产工序多，制造流程长，要实现资源的综合利用，应组织跨部门、跨行业的综合开发，从整体布局入手，综合考虑各工艺的要求，使资源的利用发挥昀大的效益。5.2.1水的循环利用电路板产业是用水大户，有效地开展废水回用，昀大限度的节约用水，多次使用，具有特别重要的意义。深圳市工业新鲜水用量的标准要高的多，单面板≤0.3t/m3，双面板≤0.6t/m3；2006年，我国PCB的产量达到12964万平方米，多数为四、六层板，平均层数是5.2层，按此计算，每平方米节约1.4吨水，年节约的水量为18150万吨，按现价1.95元/吨计算，一年可节约水费3.5亿元。具体请参考以下的实例：（1）DI水系统反冲洗的废水洗车、冲厕、绿化；（2）压板机的冷却水、锅炉送蒸气到工艺上做加热用途后的水，可回用于清洗工序；（3）弱酸浸洗后的水可用于碱洗后清洗用；（4）磨板水的再生循环使用：所有利用刷磨、砂粉磨、氧化铝喷磨工艺等用水量大，在线旁配备铜回收装置或硅藻土过滤设施，回收铜粉和砂粉后，当沉降颗粒物（SS）≤200mg/L时水质完全可以循环使用，或用于废气塔和卫生间冲洗用水；（5）电镀水洗改为蚀刻用水；所有电镀低浓度溢流（OverFlow）废水→存贮槽→反渗透RO（ReverseOsmosis）处理（电导率≤500μs/cm，温度≤35℃、TOC≤2mg/L）→其他工艺、冲厕或废水车间用水；（6）废水处理系统的配药等用水由自来水改为回用水；（7）在污泥压滤处理中，用板框压滤机代替带式脱水机。（8）用RO膜做DI水，其分离出30%的浓缩水被浪费，而改用离子交换来做DI水生产，其水量仅有5%（再生时排出）的损失。（9）废水它用，有一个实例是电路板厂的废水供给隔壁造纸厂使用。污水深度处理，依次经过砂滤、碳滤、超滤和R/O（反渗透）处理后，系统产水水质完全可以达到生产用水标准，甚至可以饮用，虽是一个不错的工艺研究，但不切实际，系统运转费用高，如果个别工艺的废水分得好，回用是没有问题的；但如果全厂的废水甚至废液都混排在一起，来水不稳定，EnvironmentProtection-69-ShortComment&Introduction2010No.9则系统维护困难，只能是做样子而已，这只能说是一个可行的工艺，而非工程可及。深圳有一家公司就深受其害，回用水的水源不稳定，使用回用水生产，经常出现品质问题，换成自来水就好了。因此，我们要从实际出发，制定切实可行的废水回用方案，在确保生产质量的前提下，达到废水循环使用的目的。5.2.2以废治废充分考虑废水性质，利用一些废水、废液的酸碱性来调节废水处理系统中的PH，减少处理药水添加量。如将酸性废液收集后添加至褪膜废水及废液中调节其PH值；碱性废液收集后添加至化学沉淀系统中调节PH值。用氧化性废水处理有机废水的化学耗氧量（COD）。例如，除胶渣用的高锰酸钾溶液，用来处理去膜液中的COD是非常好的。氧化性的废水和还原性的废水相互处理。如我们可以用除胶渣后的水来洗除胶缸内的板面氧化物，具有立竿见影的效果。5.2.3其它物料的循环使用这样的例子也很多，例如开料的边料用来做测试，做均衡电镀的电流等；钻孔的钻头胶圈用来做沉镍金的隔板珠；报废板蚀铜后用来做垫板等等。5.3废物利用资源化（Recycle）在电路板的生产和使用过程中，无可避免的会产生一些废弃物，如何能将这些废弃物变成可再使用的资源，是循环经济昀后的一个环节，利用先进的工艺技术，将废弃物进行处理，使其无害化的同时，将有用的资源回收利用，并使利用昀大化。5.3.1边框料、报废板及钻孔粉过去采用简单的方法回收其中的金属铜、镍、金，如焚烧法、化学浸取、水洗等，但焚烧法会产生有毒异味气体，如致癌的二噁英，早已被国家环保局明令禁止，而粉碎-摇床水洗分选法、化学浸取法等虽可有效提取金属物，但板材中大量的非金属废渣无法利用。为避免以上二次污染，国内出现了干式粉碎分离回收技术，以北京航空航天大学“废印刷电路板的粉碎分离回收工艺及其所用设备”专利技术为代表，该技术于07年3月通过了由国家信息产业部组织的科技成果鉴定，被评为“国内首创、达到国际先进水平”。2007年8月，该技术被评审确认为“2007年国家重点环境保护实用技术示范工程”。报废板、钻孔垫板，直接做包装材料的内衬。非金属材料可以用于建材或绝缘材料的填充料。5.3.2重金属污泥和有机废渣属于危险废弃物，有些地方采用固化填埋的方式，既耗费了巨额资金，又浪费大量的土地资源和有色金属资源。目前处理的方法有土法焙烧+冶炼以及化学浸取法。采用大型回转窑焚烧处理新工艺，污泥经过了焚烧处理后水分完全挥发，有机物得到充分燃烧，尾气经过处理达标排放，同时得到适用于冶炼加工的“精矿粉”，可进行高温冶炼，回收有利用价值的金属，如粗铜锭、冰镍锭。冶炼炉渣可用于生产水泥或经过加工后作为磨料用于船舶除锈，整个过程对污泥做到了完全资源化利用，完全没有二次污染后遗症。5.3.3络合剂的回收现行化学镀铜的主要成份是：EDTA•2Na、CuSO4•5H2O、HCHO、NaOH等。当HCHO浓度减小或很低时，废液中的Cu2+会脱离EDTA•Cu，由Cu2+转化成单质Cu，这样废液中主要成份为EDTA•2Na，然后将废液PH调节至强酸性，EDTA结晶回收，这是C&G的EDTA回收系统。5.3.4电镀含铜废液处理与资源化电镀是当今世界三大污染工业之一。电镀生产过程中的高用水量以及排放出的重金属对水环境的污染，都极大地制约了电镀工业的可持续发展。传统的电镀废水处理工艺成本过高，重金属未经回收便排放到水体中，极易对生物造成危害。日本历史上的水俁病，就是由于水体中重金属含量超标造成的。含铜废液一般具有含铜量高的特点，具有较高的回收价值，废水分流处理，将可回收金属的废水与其它废水分流。在电镀废水净化处理中，大多数采用化学法。也就是“氧化还原、酸碱中和、化学沉淀、固液分离”方法，目前大多数电镀企业采用第三种。而传统的含铜废液仅仅回收其中的铜，如加铁粉置换、蒸发、反渗透、离子交换、电解电EnvironmentProtection2010No.9-70-ShortComment&Introduction泳、电渗析等等。膜分离技术是一项新兴的流体处理工艺，具有高效、节能、无二次污染等优点，被誉为二十一世纪昀具有发展前途的十大高新技术之一。这种技术对水与重金属进行循环利用，经过膜分离技术处理的电镀废水，可以实现重金属的零排放或微排放，能使生产成本大大降低。这项技术是国家海洋局杭州水处理技术研究开发中心研究员、中国工程院院士高从堦领衔的研究团队自主研究开发的。据项目负责人介绍，宁波科宁达工业有限公司的镍废水膜浓缩装置对电镀综合废水的日处理量为340t，回收率超过80%。宁波光华电池有限公司的相应装置，电镀废水日处理量为40吨，回收率达到100%，即实现了电镀废水零排放。（未完待续）电镀后随机取样7块板用铜厚测试仪测量铜厚，CS/SS面各取5个数据，计算CPK值达到了1.37，导线厚度得到良好的控制。3.3线宽线隙为了使蚀刻后的线宽线隙更接近设计值，我司通过大量的取样、统计数据后重新较正了阻抗线宽线隙补偿标准。在图形转移工序，选用25μm厚干膜贴膜，使用平行曝光机曝光。蚀刻前先检查喷嘴压力、角度及有无堵塞，并做蚀刻均匀性检测，确保合格后进行首板蚀刻，根据首板实测结果来确定作业参数。线宽线隙品质管理（表3）。蚀刻后随机取15块板做线宽测试，分别在板四角与板中间取得5个数据，CPK达到1.41，可见在导线间的线宽线隙方面取得了良好的控制效果。3.4阻焊层厚度为得到厚度均匀的阻焊层，我司固定了人员、设备、参数进行批量生产，尽量消除生产中的可变因素（表4）。3.5成品阻抗检测结果通过对介质层厚度、导线的厚度、线宽线隙、阻焊层厚度等方面的优化与生产控制，成品随机取样15PCS进行阻抗测试，每PCS取5个阻抗数据，CPK达到了1.53，且整批合格率达100%。4结语在这个案例中，通过对介质层厚度、导线的厚度、线宽线隙、阻焊层厚度等四个方面进行精确设计与品质控制，我司成功批量生产了这款公差仅5%的高精度阻抗板。现将此板的品质管理过程做一个简述，希望能给业内朋友起到参考作用。参考文献何思军.PCB特性阻抗控制精度探讨[EB/OL].=7985,2008.张洁萍.浅谈印制电路板特性阻抗板的设计[J].印制电路信息,2005,6:24-25.苏藩春,苏培涛等.6Sigma项目之板内阻抗板件质量改进[EB/OL].曾芳他,易良江,谭永忠.特性阻抗板生产控制[J].印制电路信息,2006,7:33-34.第一作者简介何春，大学数学与应用数学专业，从事品质管理及新技术、新产品的研发工作。[1][2][3][4]PCI~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~（上接第56页）EnvironmentProtection